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Masseänderung der beschichteten und unbeschichteten X20-Proben nach der Korrosion

Abbildung 5 zeigt die Masseänderung der unbeschichteten und der 4fach beschichteten X20-Probe nach der Auslagerung in H2O-CO2-O2-SO2 bei 600°C für 1000h. Der Massegewinn der unbeschichteten X20-Probe ist viermal höher als der der beschichteten X20-Probe. Demnach schützt die mittels Tauchen aufgebrachte Aluminiumoxidschicht den Stahl X20 gegen Korrosion unter Oxyfuel-Bedingung.

Der geringe Massezuwachs der beschichteten X20- Probe lässt sich mit dem unbeschichteten Be-reich (Abb. 5) erklären, der durch das Fixieren der Probe am Dip-Coater entsteht. Während des Korrosionsexperiments oxidiert die unbeschichtete Fläche. Dieser Bereich umfasst ca. 20 % der gesamten Probe und entspricht demzufolge annähernd dem Massezuwachs der beschichteten Probe. Somit würde der Massezuwachs einer durch Tauchen vollständig beschichteten X20-Probe bei ~70% liegen.

In Kohlekraftwerken mit Oxyfuel-Technologie erfolgt die Verbrennung unter Zufuhr von reinem Sauerstoff. Damit steht für die Abscheidung und Speicherung von CO2 ein Rauchgas mit hohem CO2-Anteil zur Verfügung (CCS-Technologie). Aufgrund dieses Verbrennungsprozesses ändert sich im Wesentlichen die Rauchgaszusammensetzung hin zu hohem H2O- und SO2-Anteil. Deshalb wurden in verschiedenen Laboratorien kommerzielle Kraftwerksstähle unter den entsprechenden korrosiven Bedingungen getestet. Im Vergleich zur herkömmlichen Verbrennungsmethode zeigten die ferritisch-martensitischen Stähle schon nach 1000?h Auslagerungszeit unter Oxyfuel-Bedingungen eine durch einen deutlich erhöhten Materialverlust gekennzeichnete Korrosion. Eine Möglichkeit um dennoch die Lebensdauer dieser Stähle zu gewährleisten, besteht im Aufbringen geeigneter Schutzschichten auf die Stahloberfläche. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Bewertung von Sol-Gel-Aluminiumoxidschichten als Schutz vor Korrosion in Oxyfuel-Rauchgas-Atmosphäre. Diese wurden auf den warmfesten Stahl X20CrMoV12-1 (X20) mittels der Tauchmethode aufgebracht. Anschließend erfolgte eine Auslagerung der beschichteten Proben für 1000h bei 600°C in einer H2O-CO2-O2-SO2-Atmosphäre. Im Vergleich zum unbeschichteten Stahl X20 war der Materialverlust des beschichteten Stahls deutlich geringer. Insbesondere konnte durch die Aluminiumoxidschicht der Transport von CO2 und SO2 zur Stahloberfläche verhindert werden.

Bericht von der Fachtagung der Gütegemeinschaft für die Stückbeschichtung von Bauteilen (GSB International) am 3. und 4. Mai 1993 in Schwäbisch Gmünd

Zu der im Rahmen der diesjährigen Mitgliederversammlung der GSB International stattfindenden Fachtagung waren Teilnehmer aus 11 Ländern des europäischen Wirtschaftsraumes und aus Israel erschienen. Ziel der 1977 in Deutschland gegründeten und heute über Europa hinaus tätigen Gütegemeinschaft ist es, die Qualität beschichteter Bauteile aus Aluminium zum Schutz von Bauherren und Architekten zu sichern und an der Ausarbeitung von Normen des gemeinsamen Marktes mitgestaltend tätig zu sein. In seiner Begrüßungsansprache wies der Vorstandsvorsitzende, Herr Knufinke (Schwäbisch Gmünd), auf die vielfältigen Beziehungen der Stadt mit der Oberflächentechnik hin.

Teil 1: Grundreaktionen machen das unedle Metall technisch brauchbar:
Als Leichtbaukomponente in Flug- und Fahrzeugbau gewinnt das feste, jedoch leichte Aluminium zunehmend an Bedeutung. Doch erst eine dünne Oxidschicht macht das unedle Metall technisch brauchbar. Aluminium ist ein sehr unedles Metall (E0 = -1,66 V). Demnach wäre es technisch wenig brauchbar, weil es selbst mit Wasser schon heftig reagiert. Aluminium ist ein Ventilmetall, d.h. es ist ein Metall, das bei der anodischen Oxidation eine dichte Schicht aus einem nichtleitenden Metalloxid bildet. Erst durch die Oxidschicht wird die technische Brauchbarkeit gewährleistet. Die natürliche Oxidschicht ist allerdings sehr dünn, etwa 4 nm. Diese Oxidschicht wächst noch etwas mit der Zeit.

Lochfraßkorrosion: Die häufigste Korrosionsart bei Aluminium ist die Lochfraßkorrosion. Sie frisst punktweise Löcher in die Oberfläche, d. h. sie ist inhomogen verteilt. Damit erhebt sich die Frage, wie „Lochkeime“ entstehen und wachsen. Der Galvaniseur weiß, dass seine beschichteten Werkstücke an bestimmten Stellen besonders gefährdet sind. Solche Stellen sind:

• Die Spuren der Schnittwerkzeuge an den Schnittkanten
• Kratzer
• Poren
• Risse
• Sacklöcher.

Ähnlich verhält es sich mit den Fehlstellen an den „glatten“ Oxidschichten. Dabei sind es vor allem heterogene Bereiche in der Legierung (Ausscheidung von Legierungsbestandteilen, intermetallische Phasen usw.), die zu einer Fehlstelle in der Oxidschicht führen. Hinzu kommen Angriffe auf die Schicht durch Chlorid oder zu hohe oder zu niedrige pH-Werte. Aufgrund der unterschiedlichen Möglichkeiten der Anfangsschädigung gibt es auch unterschiedliche „Starttheorien“.

Lochfraßkorrosion – abschließende Bemerkungen: Die häufigste Korrosionsart bei Aluminium ist die Lochfraßkorrosion. Sie frisst punktweise Löcher in die Oberfläche, d. h. sie ist inhomogen verteilt. Damit erhebt sich die Frage, wie „Lochkeime“ entstehen und wachsen. Die Oxidschicht hemmt damit sowohl die anodischen Reaktionen (Metallauflösung), als auch die kathodische Reaktion (in der Regel ist das die Reduktion von im Elektrolyten gelösten Sauerstoff). Die Veränderung des Elektrodenpotentials bewirkt lediglich eine Änderung der Schichtdicke der Sperrschicht. Fließt ein noch messbarer Reststrom, so handelt es sich um Reaktionen an Fehlstellen der Schicht.

Jahrespressekonferenz des Gesamtverbandes der Aluminiumindustrie e. V.

Die deutsche Aluminiumindustrie berichtet über einen uneinheitlichen Konjunkturverlauf. Armin Weinhold, Präsident des Gesamtverbandes der Alu- miniumindustrie e. V. (GDA), äußerte sich anlässlich der Jahrespressekonferenz des GDA zuversichtlich über die weiteren Perspektiven seiner Branche: Die Aluminiumkonjunktur ist zwar noch nicht in Schwung gekommen, wir erhalten jedoch in einigen Marktsegmenten bereits positive Signale und verzeichnen erhöhte Nachfrage mit stabilen Auftragseingängen. Insbesondere Anwendungen im Verkehrssektor und Verpackungen aus Aluminium befänden sich auf einem guten Nachfrageniveau. Auch stütze die Exportstärke der Branche die schwache Binnenkonjunktur. Die Erwartungen für die nächsten Monate sind verhalten optimistisch. Mittel- und langfristig halten wir den eingeschlage- nen Wachstumskurs jedoch bei, so Weinhold. Zuneh- mend gefährdet ist die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Aluminiumunternehmen durch die hohen steuerlichen Belastungen aus dem Erneuerbare- Energien-Gesetz und den diskutierten Änderungen bei der Ökosteuer.

Jahrespressekonferenz des Gesamtverbandes der Aluminiumindustrie e.V. (GDA) am 11. November 2006

Die deutsche Aluminiumindustrie berichtet über eine stabile und wachstumsgeprägte Konjunktur. Nach dem guten Geschäftsjahr 2005 bleibt die deutsche Aluminiumindustrie auch im Jahr 2006 auf Wachstumskurs. Die ersten neun Monate des Jahres sind für die Unternehmen der Branche positiv verlaufen, informierte Gerhard Buddenbaum, Präsident des Gesamtverbandes der Aluminiumindustrie e.V. (GDA), bei der Jahrespressekonferenz des Verbands.

Der Gesamtverband der Aluminiumindustrie (GDA) informierte die Öffentlichkeit anlässlich der Pressekonferenz in Düsseldorf am 9. Dezember 2010 über die aktuelle Lage und künftige Aussichten der Branche

Robuste Aluminiumkonjunktur 2003 – Produktion und Umsatz auf Vorjahresniveau

Die deutsche Aluminiumindustrie berichtet über ein durchwachsenes Geschäftsjahr 2003. Armin Weinhold, Präsident des GDA, Gesamtverband der Aluminiumindustrie, äußerte sich anlässlich der Jahrespressekonferenz des Verbandes jedoch zuversichtlich über die weiteren Per- spektiven seiner Branche: Die Aluminiumindustrie blieb von der gesamtwirtschaftlichen Schwäche nicht verschont, zeigte sich aber dennoch in einigen Marktsegmenten robust. Für das laufende Jahr erwarten wir einen leichten Produktionszuwachs bei nahezu gleich bleibendem Branchenumsatz Für 2004 rechnet Weinhold mit einer besseren Entwicklung der Aluminiumkonjunktur. Die Nachfrage ziehe zurzeit leicht an und festige sich insbesondere in den Marktsegmenten Automobil und Verpackung.

Gussteile aus Aluminium finden zunehmend Verwendung, vor allem in der Automobilindustrie, dem Maschinenbau und der Elektrotechnik. Sie vereinen die werkstoffspezifischen Vorteile mit den Vorzügen des Gießens. Automatisierte Prozessabläufe prägen heute das Bild moderner Druck-, Kokillen- und Sandgießereien.

Nach Stahl ist Aluminium das heute am häufigsten verwendete Metall. Diese Position hat das Aluminium aufgrund seiner vielseitigen Verwendbarkeit, basierend auf seinen hervorragenden Eigenschaften erreicht. Hier soll als Beispiel nur die in vielen Fällen mögliche Substitution des schwer wiederzuverwendenden Kunststoffes am Automobil durch Aluminium und seiner Legierungen, welches sich gut wiederverwerten läßt, erwähnt sein.
Neben dem Vorteil der natürlichen Oxidschicht, welche begrenzten Korrosionsschutz bietet, ist besonders für viele Anwendungen in funktionellen Bereichen ein besonderer Oberflächenschutz erforderlich und notwendig. Des weiteren wird für dekorative Zwecke verstärkt in letzter Zeit eine hoch- glänzend oder definiert matte Oberfläche gewünscht.

Vor 50 Jahren, im Frühjahr 1956, wurde die Schwansbellbrücke, Deutschlands erste Straßenbrücke aus Aluminium, in Betrieb genommen. Die Fachwerkkonstruktion aus Strangpressprofilen spannt sich über den Datteln-Hamm-Kanal bei Lünen und befindet sich bis heute in einem baulich ausgezeichneten Zustand. Seit der Inbetrieb­nahme der Schwansbellbrücke fielen kaum Kosten für den Unterhalt an. Es wurde weder ein zusätzlicher Korrosionsschutz aufgebracht noch war eine Instandsetzung erforderlich.

Bericht über die Pressekonferenz des Gesamtverbandes der deutschen Aluminiumindustrie (GDA) am 8. Oktober 1996 in Düsseldorf

Die Aluminiumbranche kurzgefaßt

Die deutsche Aluminiumindustrie gliedert sich in die Rohaluminiumerzeugung und die Aluminiumverarbeitung. Das Rohaluminium wird in Primär- und Sekundäraluminiumhütten erzeugt. Die Aluminiumverarbeitung umfaßt Betriebe die folgende Produkte herstellen;
— Aluminiumhalbzeug (Bleche, Profile, Drähte, Schmiedeteile)
— Aluminiumformguß

— Aluminiumfolien und dünne Bänder

— Aluminiumtuben, Dosen, Fließpreßteile
— Aluminiumgrieß, Pulver

— Flexible Verbundstoffe

— Aluminiumflaschenkapseln

— Leichtmetallblechwaren

Die Hauptmärkte sind:
— Verkehrssektor30%
— Bauwesen 16%

— Maschinenbau 12%
—Verpackung 7%

— Elektrotechnik 7%

— Haushaltswaren/Bürobedarf 6%
— Eisen- und Stahlindustrie 10%
— Sonstige Märkte 12%

Die Aluminiumindustrie exportiert 35% der deutschen Produktion. 1995 erwirtschafteten die insgesamt 72 000 Mitarbeiter ca. 21 Mrd. DM.

Ultraschall, der Frequenzbereich jenseits 20 Kilohertz, ist zwar für Menschen unhörbar, unnütz sind diese Frequenzen jedoch nicht. Nicht nur Delfinen oder Fledermäusen dienen die schnellen Schwingungen als Orientierungssystem und für die Ortung von Beute oder Hindernissen. Abseits der Tierwelt wird Ultraschall auch vom Menschen auf vielfältige Weise technisch genutzt.

Im Jahr 1953/54 wurde am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr durch Karl Ziegler und Mitarbeiter ein wesentlich verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polyethylen durch die damals sensationelle Entdeckung von Katalysatoren entwickelt, die das Aneinanderknüpfen einzelner Ethylen-Moleküle unter sehr einfachen Bedingungen und mit bisher nicht gekannter Effizienz bewirkten. Durch diese Entdeckung konnte eine ganze Klasse von Ziegler-Katalysatoren bereitgestellt werden, um auch die nächsthöheren Homologen des Ethylens wie Propen, Buten usw. in bisher unbekannte feste, kunststoffartige und teilkristalline Produkte umzuwandeln. Aber damit nicht genug. Die Katalysatoren erwiesen sich als Schlüssel für die großtechnische weltweite Herstellung der neuen vielfältigen Kunststoffe für deren Entdeckung Karl Ziegler 1963 mit dem Nobel-Preis ausgezeichnet worden ist.

Die Beschichtung von Oberflächen hat große technische und wirtschaftliche Bedeutung. So werden oberflächentechnische Verfahren nicht nur in klassischen Bereichen wie dem Maschinen- und Anlagenbau, in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobil- und Medizintechnik eingesetzt, sondern sind auch in allen anderen industriellen Feldern eine Schlüsseltechnologie. Durch das Aufbringen von Funktionsschichten können die Oberflächeneigenschaften eines Materials, wie zum Beispiel Härte, Rauheit, chemische Beständigkeit oder Benetzbarkeit verändert und den jeweiligen technischen Erfordernissen angepasst werden. Vor allem der Korrosions- und Verschleißschutz hat ein besonderes Gewicht...

Aluminiumüberzüge sind bekannt dafür, dass sie mehrere Vorteile hinsichtlich eines Korrosionsschutzes aufweisen [1]. Bei Exposition gegenüber Luft überziehen sie sich mit einer Oxidschicht, die sehr beständig gegenüber einem Angriff von Chemikalien und Luftatmosphäre ist. Diese Oxidschicht kann zudem durch Anodisation verstärkt werden. Die Oxidschicht weist eine gute Haftung (Adhäsion) auf, ist silberfarbig und hat eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit. Zusätzlich kann sie sehr gut poliert werden, zeigt eine gute Haftung für Lacke und weist ein hohes Reflexionsvermögen für Licht und Hitze auf. Oxidschichten, die durch Anodisation hergestellt werden, bieten eine vorteilhafte Kombination aus guter Leitfähigkeit und nahezu vollständiger Beständigkeit (Inertheit). Eigenschaften, die in der Elektrotechnik und Elektronik gebraucht werden. Aluminiumüberzüge werden ebenso zum Schutz von Stahlbauteilen in Flugzeugen und Fahrzeugen benötigt [2–6].

Im Jahr 1954 wurden durch Ziegler und Lehmkuhl erstmals aluminiumorganische Elektrolyte für die galvanische Aluminiumabscheidung patentiert. Anfang der 70er Jahre erfolgten durch Siemens, Erlangen, weitergehende Forschungen auf diesem Gebiet, die schließlich zur Entwicklung der ersten 80-Liter-Zelle führten. In den nachfolgenden Jahren wurden der erste kommerzielle, halogenidhaltige Elektrolyt sowie die Anlagentechnik weiter optimiert, jedoch kam das Verfahren zu keiner nennenswerten industriellen Anwendung. Im Jahr 2005 erfolgte nun der neuerliche Produktionsstart mit einer Großanlage für Trommel- und Gestellware.

Einfluss der Elektrolytzusammensetzung auf dieK ristallstruktur

Die Metallisierung von Bauteilen mit Aluminium gewinnt in der modernen Schichttechnik heute wieder zunehmend an Stellenwert. So sind Aluminiumschichten unter anderem her- vorragend als Korrosionsschutz geeignet. Im Automobilbau werden beispielsweise Peripherieteile mit Aluminium-Karosserieblechen und auch mit Innenteilen aus Magnesiumdruckguss kombiniert. Diese Peripherieteile, die in der Regel aus Stahl sind, müssen, um Kontaktkorrosion zu vermeiden, auf ein ähnliches elektrochemisches Potential wie der Aluminium- bzw. Magnesiumwerkstoff gebracht werden. Dies kann zuverlässig durch eine Beschichtung mit Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung erfolgen. Zudem lassen sich kristalline Aluminiumschichten problemlos mit standardisierten Anodisierverfahren in allen gewünschten Dekorfarben einfärben.